基于机器视觉的货车侧面防护装置检测系统研究

发布时间：2017-09-24 18:09

  本文关键词：基于机器视觉的货车侧面防护装置检测系统研究

  更多相关文章： 货车侧面防护装置 片光 图像处理 尺寸测量 标定实验

【摘要】：在我国特有的人车混行的道路交通情况下,加装货车侧面防护栏是防止发生侧面碰撞时非机动车与行人被卷入货车车底的有效措施,但目前国家对侧防护栏的检测一般都是在规定的时间和地点由专门的人员使用米尺检定,人为因素大、效率低,不能防止货车年检完后私自将防护栏拆除或是租借防护栏进行年检的行为。如何快速、有效、全面的检定防护栏安装尺寸是否合格变得尤为重要,因此,本文提出了一种基于片光测量的货车侧面防护栏安装尺寸检测方法,该方法避免了原二维视觉检测方案中由于防护栏与前后轮胎不共面而造成的测量误差,在理论研究的基础上,设计并搭建了实验平台,实验结果表明测量误差小于1mm,满足系统设计要求,本文主要研究内容如下:首先,基于货车侧面防护装置和机器视觉的国内外研究现状,将视觉检测应用于货车侧防护栏安装位置与尺寸检测。根据国标对货车侧面防护栏的相关要求,设计了一种基于片光测量的货车侧防护栏安装尺寸检测方案,并搭建了相应的实验平台。其次,基于片光测量的基本原理和系统设计方案,提出了一种简化的片光测量模型,大大缩减了计算量。研究了相机透视成像模型和常见的相机标定原理,并采用张正友标定法对相机进行标定。然后,研究比较了几种片光条纹中心提取方法,重点研究并采用梯度重心法进行条纹中心的提取,接着提出了一种基于灰度映射的三维数据降维方法,将三维坐标点映射到二维图像中去,再利用二维图像处理方法中的图像预处理、Blob分析、亚像素级Canny算子边缘检测、椭圆和直线拟合等算法,最终计算出防护栏到前后轮胎的距离。再次,基于MFC类库编写了系统检测软件界面,针对相机和PCI1761分别设计了相应的类完成各自的功能,实现了Open CV类库和Halcon与VC的联合编程,并编写了相关的图像处理算法。最后,进行了相机标定实验、光平面位姿标定实验和运动方向标定实验,并对最终实验结果进行了对比与分析。
【关键词】：货车侧面防护装置 片光 图像处理 尺寸测量 标定实验
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U472.9;TP391.41
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-15
• 1 绪论15-21
• 1.1 课题研究背景及意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 国外研究现状16-18
• 1.2.2 国内研究现状18-19
• 1.3 课题的主要研究内容19-20
• 1.4 本章小节20-21
• 2 货车侧面防护装置安装位置检测系统方案设计21-30
• 2.1 国标对防护栏安装尺寸的规定21-22
• 2.2 系统设计方案22-25
• 2.3 实验用器材选型25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 片光测量装置的测量原理30-40
• 3.1 片光测量装置的数学模型30-31
• 3.2 片光测量的简化数学模型31-33
• 3.3 面阵摄像机的成像模型33-36
• 3.4 相机标定原理36-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 检测系统图像处理算法研究40-59
• 4.1 片光测量装置结构设计40-42
• 4.2 条纹中心的提取42-48
• 4.2.1 常见的条纹中心提取方法43-44
• 4.2.2 梯度重心法条纹中心提取44-48
• 4.3 图像特征提取48-58
• 4.3.1 基于灰度值的降维映射49-51
• 4.3.2 边缘特征提取51-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 检测系统软件设计59-70
• 5.1 软件整体设计61-62
• 5.2 相机SDK开发62-64
• 5.3 PCI-1761SDK开发64-66
• 5.4 图像处理环境配置66-69
• 5.5 本章小节69-70
• 6 实验与结果分析70-81
• 6.1 片光测量装置的标定70-77
• 6.1.1 相机标定实验70-74
• 6.1.2 光平面位姿标定实验74-76
• 6.1.3 运动方向的标定76-77
• 6.2 实验结果分析77-80
• 6.3 本章小节80-81
• 7 总结与展望81-83
• 7.1 全文总结81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-86
• 作者简历86

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本文编号：912701